單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)

單結(jié)晶體管（Unipolar Junction Transistor，簡(jiǎn)稱(chēng)UJT），又稱(chēng)為基極二極管或單晶二極管，是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特性的半導(dǎo)體器件。以下將詳細(xì)闡述單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)。

一、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)

單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極組成。具體來(lái)說(shuō)，其典型結(jié)構(gòu)包括：

• 基片 ：基片是條狀的高阻N型硅片，作為器件的基礎(chǔ)材料。
• 基極 ：在基片的兩端，通過(guò)歐姆接觸分別引出兩個(gè)基極b1和b2。這兩個(gè)基極與基片形成歐姆接觸，使得電流可以在基片與基極之間自由流動(dòng)。
• 發(fā)射極 ：在基片中間略偏b2一側(cè)，通過(guò)合金法制作一個(gè)P區(qū)作為發(fā)射極e。這個(gè)P區(qū)與N型基片之間形成一個(gè)PN結(jié)，是器件的核心部分。

單結(jié)晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、符號(hào)表示、等效電路以及引腳排列，如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示。引腳b1、b2分別為第一基極和第二基極(雙基極)，e為發(fā)射極。e極和N型硅片間構(gòu)成一個(gè)PN結(jié)。PN結(jié)A點(diǎn)至兩基極間的等效電阻分別用rb1和rb2表示。兩基極間的電阻用rBB表示，rBB=rb1+rb2。

綜上所述，單結(jié)晶體管具有三個(gè)端子：發(fā)射極e、第一基極b1和第二基極b2。這種結(jié)構(gòu)使得單結(jié)晶體管在工作時(shí)能夠表現(xiàn)出獨(dú)特的負(fù)阻特性，特別適用于開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中的弛張振蕩器，以及定時(shí)電路、控制電路和讀出電路等應(yīng)用。

二、單結(jié)晶體管的主要參數(shù)

單結(jié)晶體管的主要參數(shù)包括基極間電阻Rbb、分壓比η、eb1間反向電壓Vcb1、反向電流Ieob1、發(fā)射極飽和壓降Veo、峰點(diǎn)電壓Vp與峰點(diǎn)電流Ip、谷點(diǎn)電壓Vv與谷點(diǎn)電流Iv等。這些參數(shù)共同決定了單結(jié)晶體管的性能和行為。

1. 基極間電阻Rbb
   • 定義 ：發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，基極b1、b2之間的電阻。
   • 數(shù)值范圍 ：一般為2--10千歐。其數(shù)值隨溫度上升而增大。
   • 作用 ：基極間電阻是單結(jié)晶體管的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了器件在基極間的電阻特性。
2. 分壓比η
   • 定義 ：由管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)，表示發(fā)射極E至第一基極B1間的電壓（不包括PN結(jié)管壓降）占兩基極間電壓的比例。
   • 數(shù)值范圍 ：一般為0.3--0.85。
   • 作用 ：分壓比是單結(jié)晶體管設(shè)計(jì)和應(yīng)用中的一個(gè)重要參考指標(biāo)，它決定了器件在不同工作條件下的電壓分配關(guān)系。
3. eb1間反向電壓Vcb1
   • 定義 ：b2開(kāi)路時(shí)，在額定反向電壓Vcb2下，基極b1與發(fā)射極e之間的反向耐壓。
   • 作用 ：該參數(shù)反映了單結(jié)晶體管在反向電壓作用下的耐壓能力，是器件可靠性的重要指標(biāo)之一。
4. 反向電流Ieob1
   • 定義 ：b1開(kāi)路時(shí)，在額定反向電壓Vcb2下，eb2間的反向電流。
   • 作用 ：反向電流的大小反映了單結(jié)晶體管在反向電壓作用下的漏電情況，是評(píng)估器件性能的重要參數(shù)之一。
5. 發(fā)射極飽和壓降Veo
   • 定義 ：在最大發(fā)射極額定電流時(shí)，eb1間的壓降。
   • 作用 ：發(fā)射極飽和壓降是單結(jié)晶體管在飽和狀態(tài)下的一個(gè)重要參數(shù)，它決定了器件在飽和狀態(tài)下的電壓損失。
6. 峰點(diǎn)電壓Vp與峰點(diǎn)電流Ip
   • 定義 ：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管剛開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)，發(fā)射極E與第一基極B1間的電壓稱(chēng)為峰點(diǎn)電壓Vp，其所對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電流稱(chēng)為峰點(diǎn)電流Ip。
   • 作用 ：峰點(diǎn)電壓和峰點(diǎn)電流是單結(jié)晶體管導(dǎo)通特性的重要標(biāo)志，它們決定了器件的導(dǎo)通門(mén)檻和初始導(dǎo)通狀態(tài)。
7. 谷點(diǎn)電壓Vv與谷點(diǎn)電流Iv
   • 定義 ：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管由負(fù)阻區(qū)開(kāi)始進(jìn)入飽和區(qū)時(shí)，發(fā)射極E與第一基極B1間的電壓稱(chēng)為谷點(diǎn)電壓Vv，其所對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電流稱(chēng)為谷點(diǎn)電流Iv。
   • 作用 ：谷點(diǎn)電壓和谷點(diǎn)電流反映了單結(jié)晶體管在飽和狀態(tài)下的工作特性，是評(píng)估器件飽和性能的重要參數(shù)。

此外，單結(jié)晶體管還具有調(diào)制電流和耗散功率等參數(shù)，這些參數(shù)共同決定了器件在不同工作條件下的性能和穩(wěn)定性。

三、總結(jié)

單結(jié)晶體管作為一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特性的半導(dǎo)體器件，在電子電路中發(fā)揮著重要作用。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極組成；而主要參數(shù)則包括基極間電阻Rbb、分壓比η、eb1間反向電壓Vcb1、反向電流Ieob1、發(fā)射極飽和壓降Veo、峰點(diǎn)電壓Vp與峰點(diǎn)電流Ip、谷點(diǎn)電壓Vv與谷點(diǎn)電流Iv等。這些參數(shù)共同決定了單結(jié)晶體管的性能和行為特性，為器件的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用提供了重要依據(jù)。